DE870142C

DE870142C - Process for progressive electrical heating of objects and device for practicing the process

Info

Publication number: DE870142C
Application number: DED1628D
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr-Ing Seulen
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1940-04-02
Filing date: 1940-04-02
Publication date: 1953-03-09

Description

Verfahren zum fortschreitenden elektrischen Erhitzen von Gegenständen und Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens . Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum fortschreitenden elektrischen Erhitzen von Gegenständen unter Ausnutzung im Werkstück induzierter Ströme.Process for the progressive electrical heating of objects and device for performing the method. The invention relates to methods and Devices for the progressive electrical heating of objects under Utilization of currents induced in the workpiece.

Es ist an sich bekannt, daß das elektrische Erhitzen, insonderheit das oberflächliche Erhitzen von Gegenständen: zum Zweck dies Oberfläcbenhürbens unter nachfolgendem Abschrecken mit besonderem Vorteil unter Ausnutzung der Heizwirkung im Werkstück induzierter elektrischer Ströme erfolgen kann. Für diese Zwecke gehören die verschiedensten Vorschläge über die Ausbildung der Spulen zum bekannten Stand der Technik, und es sind bereits eine Reihe von nicht vorbekanriten Vorschlägen auf diesein Gebiet gemacht worden. Im großen und ganzen befassen sich die früheren Vorschläge mit verschiedenartigen Ausbildungen der Spule, die entweder unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines Transformators an die Stromquelle angeschlossen wird.It is known per se that electrical heating, in particular the superficial heating of objects: for the purpose of surface scrubbing with subsequent quenching with particular advantage using the heating effect electrical currents induced in the workpiece can take place. For these purposes belong the most diverse proposals about the design of the coils to the known state of technology, and there are already a number of proposals that have not been pre-approved been made in this one field. By and large, the earlier ones deal Proposals with different configurations of the coil, either directly or connected to the power source with the interposition of a transformer will.

Die einseitige Wirkung der induzierten Ströme, d. h. also die einseitige Erwärmung des Werkstückes wird im allgemeinen durch eine Spule erzielt, die das Werkstück vollkommen umschließt, wobei aber in der Nähe der Oberfläche, die gehärtet werden soll, der Heizleiter einen geringeren Querschnitt und eine engere Kopplung zum Werkstück aufweist als an derentgegengesetzten Seite, wodurch die Stromverteilung und Konzentration im Werkstück so geführt wird, daß die notwendige Erwärmung auf nur einer Oberfläche des Werkstückes gewährleistet wird.The one-sided effect of the induced currents, i.e. H. so the one-sided Heating of the workpiece is generally achieved by a coil that has the Workpiece completely encloses, but being close to the surface that is hardened is to be, the heating conductor has a smaller cross-section and a closer coupling to the workpiece than on the opposite side, whereby the Current distribution and concentration in the workpiece is carried out so that the necessary Heating on only one surface of the workpiece is guaranteed.

Eine solche Einrichtung- weist aber sowohl elektrisch als auch thermisch einen nicht voll befriedigeraden- Wirkungsgrad auf. Was den elektrischen Wirkungsgrad anlangt, ist dies auf das Erfordernis zurückzuführen; daß zur Kompensation induktiver Blindströme Kondensatoren zugeschaltet werden müssen. Der für diese Kondensatoren erforderliche Y Aufwand macht es daher erstrebenswert, Maßnahmen vorzusehen, die die Anzahl und Größe der Kondensatoren auf ein Mindestmaß zu beschränken gestattet. Der thermische Wirkungsgrad könnte dadurch verbessert werden, daß nicht ausschließlich der induzierte Strom im Werkstück zur Erwärmung nutzbar gemacht wird, sondern auch die Wirkung eines unmittelbar zugeführten Ohmschen Stromes.Such a device, however, has a degree of efficiency that is not fully satisfactory both electrically and thermally. As for the electrical efficiency, this is due to the requirement; that capacitors have to be switched on to compensate for inductive reactive currents. The space required for these capacitors Y effort makes it therefore desirable to provide measures that allows to restrict to a minimum the number and size of the capacitors. The thermal efficiency could be improved in that not only the induced current in the workpiece is used for heating, but also the effect of a directly supplied ohmic current.

. .In Verbindung mit einer Einrichturng, bei welcher zwischen Werkstück und Heizleiter eine Re'lativbewegung.nicht vorgesehen war, ist bereits vorgeschlagen worden, als Rückleiter für den eigentlichen Heizleiter das Werkstück selbst zu benutzen, d. h. es sind Werkstück und Heizleiter in Reihe geschaltet worden. Durch diese bekannte Maßnahme wird eine Erwärmung des Werkstückes an der Oberflache durch den unmittelbaren Stromdurchgang, d. h. durch rückfließenden Strom, erzielt. Infolge der Anordnung des linienförmigen Heizleiters über dem Werkstück wird zwar zusätzlich eine Konzentration des rückläufigen Stromes an der Oberfläche des Werkstückes hervorgerufen, so daß an sich eine starke Erhitzung der Oberflächenschichten ermöglicht wird. Eine nennenswerte induzierende Wirkung tritt jedoch nicht ein. Die bekannte Einrichtung muß aber außerdem versagen, wenn. zwischen dem Werkstück und dem Heizgerät zur fortschreitenden Erhitzung der Oberfläche eine Relativbewegung hervorgerufen wird. Der elektrische Kontakt. zwischen der Stromzuführung und dem Werkstück muß ein außerordentlich guter sein, und nach dem bekannten Vorschlag ist daher auch ein Verlöten oder Verschweißen der Zuführungsdrähte mit dem Werkstück erforderlich. Ein gleitender Kontakt zwischen Werkstück und Stromzuführung, wie sie eine fortschreitende Erwärmung der Oberfläche erforderlich machen würde, wäre nicht möglich, weil die ständige Änderung- des Widerstandes an -der Kontaktstelle zum Verschmoren der Kontakte oder zu sonstigen elektrischen Störungen Veranlassung geben würde.. . In connection with a setup in which between the workpiece and heat conductor a relative movement was not provided, has already been proposed been to use the workpiece itself as a return conductor for the actual heating conductor, d. H. the workpiece and heating conductor have been connected in series. Known by this Measure is a heating of the workpiece on the surface by the immediate Continuity, d. H. by refluxing current. As a result of the arrangement of the linear heating conductor above the workpiece is an additional concentration of the retrograde current caused on the surface of the workpiece, so that in itself a strong heating of the surface layers is made possible. A notable one however, there is no inducing effect. The well-known device must also fail when. between the workpiece and the heater for progressive heating a relative movement is caused on the surface. The electrical contact. between the power supply and the workpiece must be an extremely good one, and according to the known proposal is therefore also a soldering or welding of the Lead wires required with the workpiece. A sliding contact between Workpiece and power supply, as they are a progressive heating of the surface would require would not be possible because of the constant change - the resistance at the contact point to scorch the contacts or to other electrical Disruptions would give rise to.

Gemäß der Erfindung soll für das fortschreitende Erhitzen von Gegenständen sowohl die Wirkung der induzierten Ströme alsi auch @dlie jonilec%e Wärme von Strömen ausgenutzt werden, die unmittelbar dem Werkstück zugeführt werden, wodurch einerseits der Wirkungsgrad verbessert und andererseits eine elektrische Einrichtung ermöglicht wird, .bei . der die Zuschaltung von Kondensatoren auf ein Mindestmaß beschränkt werden kann. Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht mithin darin, die durch eine Induktionsspule im Werkstück induzierten Strömen durch unmittelbaren Stromdurchgang in dien zu., erhitzenden Werkstückschicbten gleichsinnig zu verstärken und in. den nicht zu erhitzenden Werk,stüc'ksdhichct#-n gegensinnig zu schwächen. Dabei wird der unmittelbare Stromdurchgang dadurch sichergestellt, daß das Werkstück zur Induktionsspule in Nebenschluß geschaltet wird oder aber daß sowohl die Spule als auch das Werkstück zu einer ninzrigen Stromquelle par(al#lel geschaltet sind. Der KOntalit zwischen dem Werkstück und den Teilen, die dem Werkstück unmittelbar Strom zuführen, kann bei diesem Verfahren durch einfache Schleifkontakte od. dgl. sichergestellt werden; denn infolge der gewählten Schaltung wird sich bei einer Widerstandserhöhung an der Kontaktstelle die Stromstärke in der im Nebenschluß oder in Parallelschaltumg liegenden Induktionsspule erhöhen, wodurch die Wirkung der Verminderung des direkten Stromes im Werkstück ausgeglichen öder zum mindesten annähernd ausgeglichen wird. Andererseits wird unter Ausnutzung der thermisch günstigeren Ohmschen Ströme eine Verminderung der erforderlichen Kondensatoren möglich, da die Induktivität der Gesamtanordnung gegenüber den bisher vorgeschlagenen Einrichtungen geringer ist.According to the invention is intended for the progressive heating of objects both the effect of the induced currents and @dlie jonilec% e heat of currents are used, which are fed directly to the workpiece, whereby on the one hand the efficiency improves and on the other hand enables an electrical device is at . which limits the connection of capacitors to a minimum can be. The method according to the invention is therefore that by a Induction coil in the workpiece induces currents through the direct passage of current in the same direction to reinforce the heated workpiece layers and in the Plant not to be heated, piecewise dhichct # -n to weaken in opposite directions. It will the immediate passage of current is ensured by bringing the workpiece to the induction coil is shunted or that both the coil and the workpiece to a tiny power source par (all connected. The KOntalit between the workpiece and the parts that directly supply power to the workpiece in this method by simple sliding contacts or the like. Ensured; because as a result of the selected circuit, there will be an increase in resistance the contact point the current strength in the shunted or in parallel circuit lying induction coil increase, thereby reducing the effect of direct Current in the workpiece is balanced or at least approximately balanced. On the other hand, using the thermally more favorable ohmic currents, a Reduction of the required capacitors possible because of the inductance of the overall arrangement compared to the previously proposed facilities is lower.

Die Wechselstromquelle für die Anlage wird im allgemeinen mit hoher Frequenz zu betreiben sein. Die Maßnahmen gemäß der Erfindung ermöglichen indes eine Verringerung der Frequenz, und insliesondere, wenn: es, sich um ecke Erzielung großer Härtetiefen handelt, kann mit Erfolg eine Frequenz von 5o bis 5oo Hz verwendet werden.The AC power source for the system is generally high Frequency to operate. The measures according to the invention make it possible, however a decrease in frequency, and especially when: it is about corner achievement If the depth of hardness is great, a frequency of 5o to 5oo Hz can be used with success will.

Im nachfolgenden wird der Erfindungsgedanke an einigen schematisch dargestellten. Ausführungsbeispielen für Vorrichtungen zur Ausübung des Verfahrens näher erläutert.In the following, the idea of the invention is shown schematically on some shown. Embodiments of devices for performing the method explained in more detail.

Gemäß Abb. i soll das Werkstück i im fortschreitenden Verfahren an einer Oberfläche erhitzt und durch nachfolgendes Abschrecken gehärtet werden. Zu diesem Zweck ist eine Induktionsspule 2-3 vorgesehen, die durch Stromzuführungen q. mit einer Wechselstromquelle 5 verbunden ist. Der eigentliche Heizleiter ä, der in der Nähe der zu erhitzenden Oberfläche des Werkstückes liegt, hat verhältnismäßig kleinen Querschnitt und steht in enger Kopplung zum Werkstück, während die übrigen Leiterteile 3 der Spule verhältnismäßig großen Querschnitt und weite Kopplung zum Werkstück aufweisen, wie dies an sich bekannt ist. Der Stromverlauf innerhalb einer Halbwelle des Wechselstromes sei durch die Pfeile 6 angedeutet. Es fließt dann im Werkstück ein induzierter Strom, der in Richtung der strichpunktierten Pfeile 7 und 8 fließt. Infolge der konzentrierenden Wirkung des um die Heizleiter 6 gebildeten magnetischen Feldes ist die Konzentration der Ströme bei 7 stärker als bei 8 und es wird daher das Werkstück an der gewünschten Stelle stärker und in kürzerer Zeit erwärmt als an der entgegengesetzten Fläche. Erfindungsgemäß wird nun dem Werkstück unmittelbar Strom zugeführt, und zwar im Nebenschluß zur Spule 2-3, indem von den. Spulenleiterteilen 3 elektrische Zuleiturigen zum Werkstück vorgesehen werden. Der Strom, der infolge dieser beiden Zuleitungen 9 im Werkstück zusätzlich fließt, ist durch die Pfeile io und i i angedeutet. Es ist ersichtlich, daß infolge der gegebenen Stromrichtung der direkte Strom i i den induzierten Strom 8 schwächt und bei geeigneter Wahl der eventuell zusätzlichen Widerstandsgrößen in den Leiterzweigen vollkommen aufheben kann. D -egenüber verstärkt der direkte Strom io im Werkstück den induzierten Strom 7; da er mit diesem gleichgerichtet ist. Induzierter Strom und direkter Strom verstärken sich mithin gegenseitig an der Stelle, an der eine starke Aufheizung der Oberflächerischicht erwünscht ist, wäbee:nd sie sich auf der entgegengesetzten Oberfläche, an der eine Erwärmung unterbleiben soll, schwächen.According to Fig. I, the workpiece i should start in the progressing process heated on a surface and hardened by subsequent quenching. to for this purpose, an induction coil 2-3 is provided, which is powered by power supplies q. is connected to an alternating current source 5. The actual heat conductor ä, the is in the vicinity of the surface to be heated of the workpiece, has relatively small cross-section and is closely coupled to the workpiece, while the rest Conductor parts 3 of the coil relatively large cross-section and wide coupling to Have workpiece, as is known per se. The current flow within a Half-wave of the alternating current is indicated by the arrows 6. It then flows in the Workpiece an induced current, which in the direction of the dash-dotted arrows 7 and 8 flows. As a result of the concentrating effect of the formed around the heating conductor 6 magnetic field, the concentration of the currents is stronger at 7 than at 8 and therefore, the workpiece becomes stronger at the desired point and in a shorter time warmed up than on the opposite surface. According to the invention is now the workpiece directly supplied with power, shunted to the coil 2-3 by the. Coil conductor parts 3 electrical supply lines intended for the workpiece will. The current that is generated as a result of these two leads 9 in the workpiece flows is indicated by the arrows io and i i. It can be seen that as a result the given current direction the direct current i i weakens the induced current 8 and with a suitable choice of any additional resistance values in the conductor branches can cancel completely. D - on the other hand, the direct current increases io in the workpiece the induced current 7; since he is aligned with this. Induced current and direct currents therefore reinforce each other at the point at which one strong heating of the surface layer is desired if it is on the on the opposite surface on which heating should not take place.

Die Zuleitung der Ströme zum Werkstück erfolgt über Kontaktstücke 9, die als Schleifkontakte od. dgl. ausgebildet sind. Wenn der Übergangswiderstand zwischen den Kontaktstücken 9 und dem Werkstück sich infolge der fortschreitenden Bewegung des Werkstückes an diesen Kontaktstücken entlang ändert, so ändern sich die in der Spule und im Werkstück fließenden direkten Ströme umgekehrt zu den auf den Stromwegen vorliegenden Widerständen. Eine Schwächung des Stromes im Werkstück bringt daher eine Erhöhung des Stromes in den Leiterteilen 3 selbsttätig mit sich, wodurch aber gleichzeitig die Induktionswirkung der Spule an sich vergrößert wird. Die Vergrößerung der Induktionswirkung gleicht die Verminderung der Heizwirkung; hervorgerufen. durch Herabsetzung des direkt fließenden Stromes, aus.The supply of the currents to the workpiece takes place via contact pieces 9, which od as sliding contacts. The like. Are designed. When the contact resistance between the contact pieces 9 and the workpiece as a result of the advancing Movement of the workpiece along these contact pieces changes, so change the direct currents flowing in the coil and in the workpiece are reversed to those on resistances present in the current paths. A weakening of the current in the workpiece therefore automatically increases the current in the conductor parts 3, but at the same time the induction effect of the coil itself is increased. The increase in the induction effect equates to the decrease in the heating effect; evoked. by reducing the direct flowing current.

Während gemäß Abb. i zwei Kontaktstellen an der Spule die elektrische Verbindung mit dem Werkstück derart herstellen, daß dieses im Nebenschluß zur Spule liegt, kann die Anordnung auch so getroffen werden, daß an die Stromquelle eine an sich bekannte Induktionsspule angeschlossen wird, während dem Werkstück Strom unmittelbar über einen getrennten Kontaktbügel zugeführt wird. Eine solche Anordnung ist in. Abb. 2 schematisch dargestellt. Das Werkstück i wird von einer Spule 2 vollkommen umfaßt, die durch Anschlußstücke 3 mit der Stromquelle verbunden ist. Die unmittelbare Stromzuführung zum Werkstück geschieht über den Strombügel 4 und die Kontaktstellen,5. Der Strombügel 4, der das Werkstück zweckmäßig teilweise umfaßt, ist durch die Anschlußstücke 6 mit der gleichen Stromquelle verbunden wie die Spule 2. Spule und Bügel liegen mithin in Parallelschaltung zur Stromquelle. Der das Werkstück umfassende Teil des Bügels 4 wird zweckmäßig mit dem gleichen Querschnitt und der Kopplung versehen wie die Spule 2, so daß sowohl Spule 2 als auch Bügel 4 an der Konzentrierung der Heizströme im Werkstück gleichmäßig beteiligt werden.While according to Fig. I two contact points on the coil the electrical Establish a connection with the workpiece in such a way that it is shunted to the coil is, the arrangement can also be made so that to the power source a known induction coil is connected while the workpiece is current is supplied directly via a separate contact bracket. Such an arrangement is shown schematically in Fig. 2. The workpiece i is completed by a coil 2 which is connected by connectors 3 to the power source. The immediate Power is supplied to the workpiece via the power bracket 4 and the contact points, 5. The current clip 4, which expediently partially surrounds the workpiece, is through the connecting pieces 6 connected to the same power source as coil 2. Coil and bracket are located therefore in parallel connection to the power source. The part of the Bracket 4 is expediently provided with the same cross section and the coupling as the coil 2, so that both coil 2 and bracket 4 at the concentration of the Heating currents in the workpiece are evenly involved.

Die Wirkung bei einer Einrichtung nach Abb. 2 ist die gleiche wie nach Abb. i. Sowohl bei einer Vorrichtung nach Abb. i als auch nach Abb. 2 können die in den einzelnen Leiterteilen fließenden Ströme durch Anwendung Ohmscher, induktiver und kapazitiver Widerstände aufeinander abgestimmt werden. Die Abstimmung kann ferner auch durch geometrischeAusbildungder einzelnenLeiterteile erfolgen.The effect with a device according to Fig. 2 is the same as according to Fig. i. Both with a device according to Fig. I and Fig. 2 can the currents flowing in the individual conductor parts by using ohmic, inductive and capacitive resistances are matched to one another. The vote can also can also be done through the geometrical design of the individual ladder sections.

Die gewünschte Einwirkung der im Werkstück fließenden induzierten und direkten Ströme macht es erforderlich, die Stromanschlußstücke für die Induktionsspule im Heizleiterteil vorzusehen (vgl. die Anschlußstücke 4 im Heizleiter :2 gemäß Abb. i). Die Anschlußstelle kann zu gewissen Störungen der Induktionswirkung führen, die sich in einer mangelhaften Erhitzung und daher in einer mangelhaften Einihiärbunig an ider entsprechenden Werkstück ,stelle auswirken können. Es ist daher zweckmäßig, die Stromzuführungen an dieser Stelle so zu überlappen oder zu verschränken, daß Störungen der Induktion vermieden werden.The desired effect of the induced flowing in the workpiece and direct currents makes it necessary to use the power connectors for the induction coil to be provided in the heating conductor part (see the connection pieces 4 in the heating conductor: 2 according to Fig. i). The connection point can lead to certain disturbances of the induction effect, which results in a deficient heating and therefore in a deficient unity at the corresponding workpiece, place. It is therefore advisable to to overlap or entangle the power supply lines at this point in such a way that Disturbances of induction can be avoided.

In Abb. 3 und 4 ist schematisch eine praktische Ausführungsform des Erfindungsgedankens für das Oberflächenhärten von Platten oder ähnlichen langgestreckten Werkstücken dargestellt. Die Abb.3 zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch Spule und Werkstück. Das Werkstück i, das an seiner Oberfläche ia erhitzt werden soll, bewegt sich durch die Heizspule 2-3 in Richtung des Pfeiles. Die Spule 2-3 setzt sich zusammen aus dem eigentlichen Heizleiter 2 mit den die Verbindung mit- der Stromquelle herstellenden Anschlußstücken 4 und den Leiterteilen 3. Die Spule 2-3 ist auf einem Trägerteil 13 starr gelagert.In Fig. 3 and 4 a practical embodiment of the inventive concept for the surface hardening of plates or similar elongated workpieces is shown schematically. Figure 3 shows a vertical longitudinal section through the coil and workpiece. The workpiece i, which is generally to be heated on its surface, moves through the heating coil 2-3 in the direction of the arrow. The coil 2-3 is composed of the actual heating conductor 2 with the connection pieces 4 which establish the connection with the power source and the conductor parts 3. The coil 2-3 is rigidly mounted on a carrier part 13.

Zur Herstellung des Stromanschlusses für die unmittelbare Stromleitung durch das Werkstück hindurch sind im Leiterteil 3 zwei Stromführungsrollen 6 vorgesehen, von denen im Schnitt (Abb.3) nur eine sichtbar ist. Das Werkstück i wird durch die Rollen 5 auf die Rollen 6 aufgepreßt, so daß zur Sicherstellung einer guten Stromführung an den Übergangsstellen ein Druck in Richtung der Pfeile 9 ausgeübt wird. Die Rollen 8 dienen zur Sicherung gegen Kippbewegungen.To establish the power connection for the immediate power line through the workpiece, two current-carrying rollers 6 are provided in the conductor part 3, of which only one is visible in the section (Fig.3). The workpiece i is through the Rollers 5 pressed onto the rollers 6, so that to ensure a good current flow a pressure in the direction of arrows 9 is exerted at the transition points. The roles 8 are used to secure against tilting movements.

Die Abb.4 zeigt eine besondere Ausbildungsform des Seitenteiles io der Spule 2-3 (Abt. 3). In das Seitenteil io ist eine nachgiebige Kupferlamelle i i eingeschaltet, umgewisse Bewegungen des Heizleiters 2 in Richtung des Pfeiles i2 zuzulassen. Auf diese Weise wird es möglich, auch bei Ungleichmäßigkeiten der Oberfläche des Werkstückes i die gewählte Kopplung aufrechtzuerhalten.The figure 4 shows a special form of the side part io of the coil 2-3 (section 3). In the side part io there is a flexible copper lamella i i switched on, certain movements of the heatsealing band 2 in the direction of the arrow Allow i2. In this way it becomes possible, even with unevenness of the Surface of the workpiece i to maintain the selected coupling.

Um den gewünschten Stromübergang an der Kontaktstelle zwischen Rollen 6 und Werkstück i sicherzustellen, ist es zweckmäßig, das Werkstück an diesen Stellen metallisch blank zu schleifen oder aber das Werkstück durch an sich bekanntes Aufspritzen od. dgl. mit einem Werkstoff guter Stromleitfähigkeit zu metallisieren. Es genügt das Aufbringen einer dünnen Schicht, beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium.To achieve the desired current transfer at the point of contact between roles 6 and ensure workpiece i, it is useful to remove the workpiece at these points to grind metallic bright or the workpiece by spraying on, which is known per se or the like to be metallized with a material with good electrical conductivity. It is sufficient the application of a thin layer, for example made of copper or aluminum.

Abb. 5 zeigt die Anwendung der Maßnahmen gemäß der Erfindung auf das Oberflächenhärten der Außenwandung eines Hohlzylinders i mit der Bohrung 2. Der Induktor 3 wird über die Stromzuführungen 4 von der Stromquelle 5 gespeist. Das Werkstück wird während der Behandlung um seine Achse gedreht, so daß nacheinander jedes Oberflächenteil in den Bereich des Induktors gelangt. Dabei ist das Werkstück zwischen Führungsrollen axial einzuspannen, wobei mindestens eine Führungsrolle zur Übertragung der Umlaufbewegung auf das Werkstück angetrieben ist.- Der Umlauf kann so langsam eingestellt werden, daß ein Abschrecken unmittelbar nach Aufheizen der betreffenden Zone auf Abschrecktemperatur erfolgt, oder aber es kann der Umlauf mit solcher Geschwindigkeit erfolgen, daß die gesamte Werkstückoberfläche in wiederholtem Umlauf auf die erforderliche Abschrecktemperatur gebracht und" erst dann abgeschreckt wird.Fig. 5 shows the application of the measures according to the invention to the Surface hardening of the outer wall of a hollow cylinder i with the bore 2. The The inductor 3 is fed from the power source 5 via the power supply lines 4. That Workpiece is rotated about its axis during the treatment, so that one after the other every surface part gets into the area of the inductor. Included the workpiece is to be clamped axially between guide rollers, with at least one The guide roller is driven to transfer the rotational movement to the workpiece. The circulation can be adjusted so slowly that a quenching immediately after The zone in question is heated to the quenching temperature, or it can the rotation takes place at such a speed that the entire workpiece surface brought to the required quenching temperature in repeated circulation and "first then is deterred.

Gegenüber der aufzuheizenden Oberfläche ist der Induktor in an sich bekannter Weise mit dem eigentlichen Heizleiter 6 versehen, der verhältnismäßig geringen Querschnitt und enge Kopplung mit dem Werkstück aufweist, während die Leiterteile 7 verhältnismäßig großen Querschnitt und weite Kopplung zeigen. Die Stromzuführungen für den unmittelbaren Stromdurchgang durch das Werkstück sind bei 8 angedeutet. Der obere Teil der Spule ist abnehmbar, damit das Werkstück eingesetzt werden kann, und zu diesem Zweck sind entsprechendeKontaktstellen 9 vorgesehen. Die in einer Phase des Wechselstromes im Induktor fließenden Ströme sind durch die Pfeile io angedeutet. Die induzierten Ströme sind durch die gestrichelten Pfeile ii und 12, gekennzeichnet, während die direkten Ströme durch- die ausgezogenen Pfeile 13 und 14 gekennzeichnet sind.Opposite the surface to be heated, the inductor is provided in a known manner with the actual heating conductor 6, which has a relatively small cross-section and close coupling with the workpiece, while the conductor parts 7 have a relatively large cross-section and wide coupling. The power supply lines for the direct passage of current through the workpiece are indicated at 8. The upper part of the coil is detachable so that the workpiece can be inserted, and corresponding contact points 9 are provided for this purpose. The currents flowing in one phase of the alternating current in the inductor are indicated by the arrows io. The induced currents are indicated by the dashed arrows ii and 12, while the direct currents are indicated by the solid arrows 13 and 14.

Mit einer Vorrichtung gemäß Abb. 5 ist es möglich, die äußere Fläche eines Hohlzylinders zu erwärmen und zum Zweck des! Härteas: abzuschrecken. Sollen dagegen sowohl die Innen- als auch die Außenflächen eines solchen Hohlzylinders gehärtet werden, so ist eine Anordnung nach Abb. 6 zu wählen. Bei dieser Ausführungsform des Erfindungsgedankens wird die Zylinderwand des umlaufenden Werkstückes von einer Doppelspule in Achsrichtung zweimalig umfaßt, die an ihren Leiterteilen Stromzuführungen für den unmittelbaren Stromanschluß aufweist. An die Stromquelle 5 sind die Stromzuführungen q. für den Induktor 3 angeschlossen. Der Induktor 3 umfaßt zunächst in Achsrichtung die Wandung des Hohlzylinders i und führt mit seinen Leitern 6 in die Bohrung 2 hinein. In der Mittelebene werden die Leiter zur :gegenüberliegenden Wand der Bohrung 2 geführt, um sich von dort zu einem die Wandung in Achsrichtung umfassenden zweiten Spulenteil zu schließen. Der direkten Stromzuführung dienen die an den Leitern jeweils vorgesehenen Kontaktstücke 8 bzw. 9. Der obere Teil dieser Doppelspule ist, wie in Verbindung mit Abb: 5 geschildert; abnehmbar, damit das Werkstück in die Spule eingesetzt werden kann. Zu diesem Zweck sind entsprechende Kontaktstellen bei zo vorgesehen.-. -Die Lagerung des Werkstückes und der Umlauf wird in der gleichen Weise -sichergestellt, wie in Verbindung mit Abb. 5 :geschildert.With a device according to Fig. 5, it is possible to use the outer surface of a hollow cylinder and for the purpose of! Härteas: to be deterred. Should on the other hand, both the inner and the outer surfaces of such a hollow cylinder are hardened, an arrangement according to Fig. 6 is to be selected. In this embodiment of the concept of the invention, the cylinder wall of the rotating workpiece is from a Double coil includes twice in the axial direction, the power supply lines on their conductor parts for direct power connection. The power supply lines are connected to the power source 5 q. for the inductor 3 connected. The inductor 3 initially comprises in the axial direction the wall of the hollow cylinder i and leads with its conductors 6 into the bore 2 into it. In the middle plane, the conductors become: the opposite wall of the hole 2 to move from there to a second encompassing the wall in the axial direction Close coil part. The direct power supply is provided by the conductors provided contact pieces 8 and 9. The upper part of this double coil is how outlined in connection with Fig: 5; removable so that the workpiece is in the coil can be used. For this purpose, appropriate contact points are available at zo intended.-. -The storage of the workpiece and the circulation will be in the same Way -secured, as in connection with Fig. 5: outlined.

Der während einer Halbwelle des-Wechselstromes in der Doppelspule fließende Strom ist durch die Pfeile ii gekennzeichnet. Die infolgedessen in der Zylinderwandung induzierten Ströme sind durch die Pfeile 12 und 13 gekennzeichnet, während der direkte Stromdurchgang durch die Zylinderwandung durch die- Pfeile 16 und 17 dargestellt ist. Es ist ersichtlich, daß in ,der linksseitigen Hälfte der Spule der Strom an der Außenseite des Zylinders verstärkt wird, während die Ströme an der Innenwandung sich schwächen. Im rechtsseitigen Teil dagegen verstärken sich die an der Innenwandung fließenden Ströme, während die außen fließenden. Ströme einander schwächen bzw. aufheben. Mit Hilfe dieser Doppelspule und der gleichzeitigen Zuleitung direkten Stromes zum Werkstück ist es daher möglich, unter Umlauf des Werkstückes in außerordentlich wirtschaftlicher Weise gleichzeitig sowohl die Innenwandung als auch die Außenwandung eines Hohlzylinders zu erhitzen und zu härten. Mit gleicher Wirtschaftlichkeit kann aber auch nur die Innenwandung erhitzt werden; wenn nämlich die Kontakte 9 bei sonst gleicher Einrichtung unterbrochen werden.The current flowing in the double coil during a half cycle of the alternating current is indicated by the arrows ii. The currents induced in the cylinder wall as a result are indicated by arrows 12 and 13, while the direct passage of current through the cylinder wall is shown by arrows 16 and 17 . It can be seen that in the left-hand half of the coil the current on the outside of the cylinder is increased while the currents on the inner wall weaken. In the right-hand part, on the other hand, the currents flowing on the inner wall increase, while those flowing outside. Currents weaken or cancel one another. With the help of this double coil and the simultaneous supply of direct current to the workpiece, it is therefore possible to simultaneously heat and harden both the inner wall and the outer wall of a hollow cylinder while rotating the workpiece in an extremely economical manner. With the same efficiency, however, only the inner wall can be heated; namely when the contacts 9 are interrupted with otherwise the same device.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the progressive electrical heating of objects using currents that are directly supplied and induced in the workpiece, zwm. Purpose of surface hardening by subsequent quenching, characterized in that by shunting the workpiece to the induction coil or parallel connection of coils and workpiece to the power source, the currents induced in the workpiece and directly supplied to it are amplified in the same direction and in the workpiece layers that are to be heated Heated workers (kstückacbichten: a ° 'self-averse: to be weakened. 3. Device for carrying out the method according to claim i, characterized in that an induction coil known per se and a contact bracket which supplies current directly to the workpiece are connected to a current source in parallel. Device according to Claim 2 or 3, characterized by ohmic, capacitive or inductive resistances in the shunt branch, parallel connection and / or coil for coordinating the currents flowing in the induction coil and the workpiece with one another. 5. Apparatus for performing the method according to claim i on hollow cylindrical workpieces, characterized by a double coil encompassing the cylinder wall of the rotating workpiece twice in the axial direction, the individual parts of which are formed according to claim 2. 6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the workpiece is axially clamped between guide rollers made of insulating material, at least one of which is driven to transmit the rotational movement to the workpiece. 7. Apparatus according to claim 2 to 6, characterized in that the power supplies to the coil: overlap at the connection points or are interlaced with one another. B. Apparatus according to claim 2 to 7, characterized in that the workpieces in the area of the current transmission members, which ensure the direct passage of current through the workpiece, are polished bare or metallized with materials of good conductivity. Cited references: British Patent No. 27977g; f RENCH patents Nr.779434, 9r6362; U.S. Patent Nos. 1981 63o, 1 683 2o9.